机器人控制技术试卷

试卷编号

东 北 大 学 网 络 教 育 学 院

级 专业 类型 机器人技术 试 卷（开卷）（A/B卷） （共 页） 2010 年 2 月

学习中心 姓名 学号 总分 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 一、选择题（4选1，多于4个的为多选题；共20分，每小题2分）

1．当代机器人主要源于以下两个分支：

1)．计算机与数控机床 2)．遥操作机与计算机 3)．遥操作机与数控机床 4)．计算机与人工智能

2．对于转动关节而言，关节变量是D-H参数中的 1)．关节角

2)．杆件长度 3)．横距 4)．扭转角

3．动力学的研究内容是将机器人的______________联系起来。

1)．运动与控制

2)．传感器与控制 3)．结构与运动 4)．传感系统与运动 4．所谓无姿态插补，即保持第一个示教点时的姿态，在大多数

-------------------------- - - -- - -- - -- - -- - - 线- - -号---学---- - -- - -- - -- - -- - -- -- - -- - -- 封- - -名---姓---- - -- - -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - 级密--班-------------------------------------------

《工业机器人技术与应用》试卷（A）

（ ）9．离线编程是工业机器人目前普遍采用的编程方式。

一、填空（每空1分，共30分）

（ ）10．根据车间场地面积，在有利于提高生产节拍的前提下，搬运机器

1．按照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 ___ _ ___ 机器 人工作站可采用 L 型、环状、“品”字、“一”字等布局。

人、 ____ __ _ 机器人和 ___ ____ 机器人。

三、选择（每题2分，共20分）

2．机器人行业所说的四巨头是__________ 、 __________ 、 __________ 、1．通常所说的焊接机器人主要指的是（ ）。

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《工业机器人技术与应用》试卷（A）

（ ）9．离线编程是工业机器人目前普遍采用的编程方式。

一、填空（每空1分，共30分）

（ ）10．根据车间场地面积，在有利于提高生产节拍的前提下，搬运机器

1．按照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 ___ _ ___ 机器 人工作站可采用 L 型、环状、“品”字、“一”字等布局。

人、 ____ __ _ 机器人和 ___ ____ 机器人。

三、选择（每题2分，共20分）

2．机器人行业所说的四巨头是__________ 、 __________ 、 __________ 、1．通常所说的焊接机器人主要指的是（ ）。

实验（5）机器人控制实验

一、实验目的：

1） 理解机器人控制的相关概念；

2） 对构建的机器人进行动力学控制分析； 3） 能够使用simulink构建机器人控制仿真模型。

二、机器人动力学方程

状态空间方程

? 当用牛顿-欧拉方程对操作臂进行分析时，动力学方程可以写成

?)是离心力和哥氏力矢量，G(q)为重力矢量。 ? 其中M(q)为质量矩阵，C(q,q? 前向动力学

三、机器人关节控制

Puma560机器人肩关节的参数

图1基于速度反馈的机器人关节控制的simulink模型 图2速度控制环 说明： 图2的速度控制环是图1中Vloop模块的对应内部构造。也就是图2mask后成为Vloop模块。创建方法见实验4。 仿真参数如下：

Vloop参数设置

signal generation 参数设置

四、机器人前馈控制

其中，Kp和Kv是位置增益和速度增益。

如果对非线性动力学进行线性化，而且线性化是理想的，那么可得，

e?q*?q

图3 前馈动力学的控制结构

五、机器人基于计算力矩控制

图4 计算动力学的控制结构

六、实验内容

（1）用simulink建立如下图所示的机器人仿真模型，机器人模型为puma560，可以直接使用机器人库提供

参赛号： 姓名： 单位名称：

2013年广东省机器人技能竞赛肇庆市选拔赛

理论试卷

(考试时间60分钟)

得分 评分人 一 二 总分 一、单选题（选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。每题1分，满分60分。） 1.机器人是以控制技术和信息技术为指导，综合了（ ）等学科的成果而诞生的。

A、机械学 B、微电子技术 C、计算机 D、自动控制技术

2.简易机器人一般由（ ）部分组成？

A、控制系统、驱动系统 B、执行（运动）装置、检测系统 C、控制部分、机械部分 D、头、躯体

3.机器人手部的定位能力通常用精度、重复精度和分辨率来定义，其中的精度指的是（ ） A、相同运动位置命令下机器人连续若干次运动轨迹的误差 B、机器人手部实际到达位置与所需到达的理想位置之间的差距 C、机器人每根轴能实现的最小移动距离或最小移动角度 D、机器人位置量相对于参照系的相对度量

4.机器人中的传感

机器人和机器人传感器 介绍

工业机器人以及它的运行是本文的主题。工业机器人是应用于制造环境下 以提高生产率的一种工具。 它可用于承担常规的、 冗长乏味的装配线工作, 或执 行那些对工人也许有危害的工作。 例如, 在第一代工业机器人中, 曾有一台被用 于更换核电厂的核燃料棒。从事这项工作的工人可能会暴露在有害量的放射线 下。 工业机器人也能够在装配线上操作——安装小型元件, 例如将电子元件安装 在线路板上。 为此, 工人可以从这种冗长乏味任务的常规操作中解放出来。 通过 编程的机器人还能去掉炸弹的雷管、 为残疾者服务以及在我们社会的众多应用中 发挥作用。

机器人可被看作将臂端执行工具、传感器以及 /或夹爪移动到某个预定位 置的一台机器。当机器人到达该位置,它将执行某个任务。该任务可能是焊接、 密封、机械装载、机械卸载,或许多装配工作。除了编程以及打开和关闭系统之 外,一般情况下,均不需要人们的参与就能完成这类工作。

机器人专业术语

机器人是一台可再编程的多功能机械手,它可通过可编程运动移动零件、 物料、 工具或特殊装置以执行某种不同任务。 由这项定义可导致下面段落中被阐 述的其他定义,它们为机器人系统提供了完整的写照。

预编程位置是机器人为了完

文档介绍了机器人三原则以及机器人定义,更重要的展示人员机器人对应关系,方便我们直观认识到机器人相关知识。

机器人常识

机器人的定义

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

机器人构成 机器人的能量 人需要从吃的食物中吸收能量，而机器人却只吃“电能”。因此，一般的机器人都是使用可充电电池。 机器人的大脑 机器人和人一样需要有大脑来控制机器人的动作。就像电脑中的CPU一机器人三原则

1. 机器人不应伤害人类；

2. 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3. 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

样，在机器人身上也有它自己的CPU，在这里我们称为微控制器。 别看芯片小，它可是在机器人中控制所有动作的关键。它收集周围环境的信息，并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令，驱动机器人完成各种功能。 机器人的身体结构 我们要让机器人平稳地行走，还要设计它的身体结构，也就是机械结构。生活中有很多机器都有很巧妙的机械结构，比如脚一踩，自行车轮子就能

转起来；又如飞机正是模仿了鸟的流线形的身体结构，才能以庞大的身躯在天上飞而不掉下

工业机器人技术发展现状

摘要：随着工业机器人的快速发展，其在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用。本文通过分析国内外工业机器人技术和产业现状，了解了近代工业机器人的发展趋势；并以ABB公司为例，通过介绍其第7代新型工业机器人产品——IRB6700系列，对当代工业机器人的发展进行了了解。

关键词：工业机器人、现状、ABB、IRB6700系列

0．前言：

工业机器人是综合了计算机科学技术、机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟，其已经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的工业机器人公司，工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。

1．国内外工业机器人技术与产业现状

1.1国外机器人技术与产业现状

自从20世纪60年代开始，经过近六十年的迅速发展，随着对产品加工精度要求的提高，关键工艺生产环节逐步由工业机器人代替工人操作，再加上各国对工人工作环境的严格要求，高危、有毒等恶劣条件的工作逐渐由机器人进行替代作业，从而增加了对工业机器

安徽

毕 业 设 计 （论 文）

课 题： 足球机器人的控制系统设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 07城建机械3班 学生姓名： 蒋严 学 号： 07290070325 指导教师： 李辉

2011年6月8日

安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）

摘要

本文主要介绍了对遥轮足球机器人运动控制算法的研究。首先，本文建立了四轮全向足球机器人运动学和动力学模型。通过对机器人运动学和动力学模型的分析，对其控制方程进行合理简化，提出了四轮全向足球机器人的运动控制算法。该算法可以对机器人同时完成或位置控制和速度控制，并且控制时间最优。该算法分为两个部分：机器人速度轨迹生成算法和机器人速度轨迹跟

机器人结构及控制电路

（一）结构和组成

1、机械部分：?足式 ?履带式 ?轮式 2、传感器：?红外测距传感器 ?色差传感器

（一般用于机

器人寻迹） ?温度探测器（用于检 测主板温度和电机温度，便于提高系统性能的稳定性）

3、控制器：大部分机器人均用自动控制装置，一般采用8位单片机，辅助以外部电路。

4、驱动源：?电源部分：一般用容量较大的锂电池，但也用铅蓄电池和干电池。?电机部分：一般选用连续轨迹的伺服电机，但也有步进电机。

（二）控制电路（主要是以类似于触角式机器人为例）

1、控制器的类型

① 串型处理结构：一般有单CPU结构、集中控制方式和两级CPU结构、主从式控制方式及多CPU结构、分布式控制方式。（注：触角式属于单CPU控制结构）

② 并行处理结构：开发机器人控制专用超大规模集成电路（VLSI）和利用有并行处理能力的芯片式计算机（如Transputer、DSP)构成并行处理网络及利用通用的微处理器。 2、三种机器人控制器的比较【注：单片机亦称微型电脑或单片微型计算机，国际上称为微控制器，就是将中央处理单

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元（CPU）、程序存储器(ROM)、数据存储器（RAM)及输入输出（I\\O）端口等部件集成在一片大规模或超大规模集成